Транспортні системи та технології перевезень (ДІІТ)

Permanent URI for this communityhttp://crust.ust.edu.ua/handle/123456789/851

UKR: Збірник наукових праць Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна "Транспортні системи та технології перевезень" ENG: Collection of scientific works of the Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after academician V. Lazaryan "Transport systems and transportation technologies"

Browse

Now showing 1 - 5 of 5

Автоматизований комплекс для вимірювання температури обмоток тягових електромашин при їх випробуванні на нагрів
(Український державний університет науки і технології, Дніпро, 2024) Афанасов, Андрій Михайлович; Шаповалов, Олександр Сергійович
UKR: Мета. Розробка та впровадження автоматизованих комплексів для випробування тягових електричних машин рухомого складу на сучасному етапі є надзвичайно важливою задачею. Автоматизовані комплекси випробувань надають можливість значно підвищити якість та ефективність проведення тестів на тягові електричні машини. Завдяки використанню передових технологій ці комплекси забезпечують точне збирання та аналіз даних під час випробувань. Одним із основних переваг автоматизованих комплексів є зменшення собівартості та трудовитрат на проведення випробувань. Замість ручного втручання операторів, системи автоматизації можуть виконувати багато завдань автоматично, що дозволяє економити час і знижувати витрати на оплату праці. Методи. Методологічною основою дослідження є аналітичні методи дослідження, що базуються на складанні розрахункової системи диференційних рівнянь на основі прийнятої схеми випробувань, а також розробка алгоритму проведення випробувань на спроектованому стенді. Результати. Запропонований випробувальний комплекс дозволяє проводити випробування колекторних тягових електричних машин, визначати перевищення температури обмоток електричних машин без необхідності їх зупинки. Функціональна схема вимірювального комплексу дозволяє в автоматичному режимі фіксувати параметри випробовуваних електричних машин, а також при необхідності є можливість виведення результатів випробування на комп’ютер з наступним формуванням протоколу випробувань в електронному вигляді. Точність визначення виміряних параметрів забезпечується точністю вимірювальних приладів та алгоритмом роботи вимірюваного комплексу. Наукова новизна. Запропонований автоматизований вимірювальний комплекс є великим кроком у напрямку покращення ефективності та надійності випробувань на нагрівання тягових електричних машин. Однією з його ключових переваг є можливість проводити випробування без зупинки машини, що значно зменшує час та витрати на проведення тестів. Автоматична реєстрація виміряних параметрів дозволяє одночасно фіксувати кілька контрольованих показників, що забезпечує більш повну та об'єктивну оцінку стану електричної машини під час тестування. Цей комплекс не лише полегшує процес випробувань та зменшує витрати часу та ресурсів, але й підвищує надійність отриманих результатів, що є важливим для виробників та операторів транспортних систем. Загалом, автоматизований вимірювальний комплекс відкриває нові можливості для підвищення ефективності та надійності тестування тягових електричних машин, сприяючи подальшому розвитку технологій транспорту. Практична значимість. Впровадження отриманих результатів підприємствами з ремонту тягових електричних машин рухомого складу дозволить знизити матеріальні витрати на проведення ремонтів з одночасним підвищенням якості проведених випробувань.
Аналіз енергетичних характеристик перспективних електропоїздів з бортовими накопичувачами електроенергії
(Український державний університет науки і технологій, 2026) Афанасов, Андрій Михайлович; Скачков, Андрій Олександрович
UKR: Мета. Метою наукового дослідження є проведення загального енергетичного аналізу електричної тяги автономного електропоїзда з бортовим накопичувачем електроенергії, який рухається по ділянці зі складним профілем та планом колії. Для автономних електропоїздів з бортовими накопичувачами нормування витрат електроенергії на тягу та оптимізація режимів руху є особливо актуальними. На даний час відомий цілий ряд наукових робіт, в яких зазвичай розглядаються методи нормування витрат електроенергії на тягу на основі результатів тягових розрахунків. Таки методи передбачають наявність кривих руху електропоїзда на дільниці. Задачею даного дослідження була розробка методики нормування витрат електроенергії на тягу без побудови таких кривих, а тільки за параметрами профілю та плану дільниці експлуатації. Дослідження, спрямовані на визначення енергетичних показників експлуатації автономних електропоїздів є актуальними. Методи. Методологічною основою наукового дослідження є загальні теоретичні положення теорії електричної тяги. Аналіз енергетичних характеристик електропоїзду проведено на основі відомих методів визначення питомих опорів руху та питомих витрат електроенергії на тягу. Обґрунтування методики визначення питомих витрат електроенергії на тягу виконано з використанням відомих методів математичного аналізу. Для визначення ступеню коректності запропонованої методики проведено розрахунки витрат електроенергії на тягу для умовної дільниці колії з загальними параметрами профілю та плану колії, що відповідають загальним параметрам реальної дільниці Львів – Мукачеве. Результати. В результаті проведеного аналізу показано, що питомі витрати електроенергії на тягу електропоїздів можуть бути представлені у вигляді функції від питомих опорів руху та приведених до пробігу витрат електроенергії на власні потреби. При цьому повні витрати електроенергії на тягу можуть бути оцінені з достатньою точністю без проведення самих тягових розрахунків, тільки за результатами аналізу профілю і плану колії ділянки. В науковій роботі отримані теоретичні залежності, за допомогою яких може бути проведено оцінка впливу на загальні витрати електроенергії частоти зупинок електропоїзда на дільниці. Зазначено, що обмеження використання рекуперативного гальмування при високих швидкостях руху автономних електропоїздів можуть бути істотними при наявності відповідних обмежень потужності заряду накопичувача електроенергії. Наукова новизна. Вперше запропоновано методику нормування витрат електроенергії на тягу електропоїзда, використання якої потребує наявність лише загальних параметрів профіля та плану колії дільниці експлуатації. Отримані характеристики, використання яких дозволяє визначити додаткові витрати електроенергії, обумовлені використанням механічного гальмування на проміжних зупинках електропоїзду. Практична значимість. Запропонована методика нормування витрат електроенергії на тягу електропоїздів може бути використана при проектуванні автономних електропоїздів з бортовими накопичувачами електроенергії, зокрема – для визначення параметрів самих накопичувачів та перетворювачів енергії.
Моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів рухомого складу
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2025) Афанасов, Андрій Михайлович; Скачков, Андрій Олександрович; Кончанін, Станіслав Вадимович
UKR: Мета. Метою наукового дослідження є розробка методики моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів постійного та пульсуючого струму тягового рухомого складу магістрального та промислового залізничного транспорту. Математичне моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних машин необхідна умова для проведення тягових розрахунків та дослідження перехідних процесів в тягових електроприводах рухомого складу аналітичними методами. На даний час є ряд наукових робіт, в яких зазвичай розглядаються графоаналітичні методи тягових розрахунків, які обмежують існуючи методи оптимізації режимів руху поїздів. У зв'язку з викладеним вище, можна зробити висновок, що дослідження, спрямовані на моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних машин постійного та пульсуючого струму є актуальними. Методи. Методологічною основою наукового дослідження є загальні теоретичні положення та принципи системного підходу теоретичної електротехніки, теорії електричних машин та перетворювачів. Обґрунтування методики визначення коефіцієнтів апроксимуючих залежності питомої електрорухомої сили тягового двигуна від струму збудження виконано з використанням принципів та методів теорії електричних ланцюгів, теорії електричних та магнітних машин, відомих методів математичного аналізу. В якості критерію коректності апроксимації обраний мінімум середнього квадратичного відхилення моделі від оригінальної характеристики. Результати. В результаті проведеного аналізу доведено, що зі всіх відомих аналітичних виразів, за допомогою яких може виконуватися моделювання кривої намагнічування тягових електричних двигунів, найкраще наближення дає вираз у вигляді функції арктангенсу. При моделюванні електромеханічних характеристик реальних тягових електричних двигунів електровозів відносне відхилення від реальних швидкісних характеристик не перевищує два відсотки, що менше, ніж допустиме відхилення частоти обертання тягових електромашин від його номінального значення. При використання запропонованої методики можливе визначення коефіцієнтів апроксимації у рівняннях, що моделюють електромеханічні характеристики тягових електричних двигунів, за типовими параметрами тягової електромашини, без використання самих характеристик. Наукова новизна. Запропоновано зручну та ефективну методику визначення коефіцієнтів апроксимації магнітної характеристики тягових електричних двигунів постійного та пульсуючого струму, яка відрізняється тим, що дозволяє виконувати математичне моделювання електромеханічних характеристик тягових електричних двигунів лише за їх типовими параметрами. Практична значимість. Запропонована методика визначення коефіцієнтів апроксимації магнітної та відповідних електромеханічних характеристик може бути використана при виконанні тягових розрахунків аналітичним методом, при проведенні аналізу перехідних електромеханічних процесів в тягових електричних двигунах, а також для вибору раціональних параметрів систем автоматичного керування тяговим електроприводом
Перспективи використання автономних електропоїздів з бортовими накопичувачами електроенергії
(Український державний університет науки і технологій, Дніпро, 2022) Афанасов, Андрій Михайлович; Линник, Данило Ігорович; Арпуль, Сергій Вікторович; Білухін, Дмитро Сергійович; Васильєв, В'ячеслав Євгенович
UKR: Мета. Підвищення ефективності пасажирських перевезень на неелектрифікованих дільницях залізниці України шляхом оптимізації структури та створення принципів побудови тягового електроприводу перспективного автономного електропоїзда з живленням тягових двигунів від системи бортових накопичувачів електроенергії. Методи. Методологічною основою дослідження є загальні теоретичні положення і принципи системного підходу теоретичної електротехніки, теоретичної механіки, теорії електричних машин та перетворювачів. Використані основні принципи теорії керування та основи теорії прийняття рішень. Результати. Сформульовані загальні принципи побудови тягового електроприводу перспективного автономного електропоїзда з живленням тягових двигунів від бортових накопичувачів електроенергії. Запропоновано функціональну схему тягового електроприводу перспективного автономного електропоїзда, проведено аналіз роботи електроприводу в режимах тяги та рекуперативного гальмування. Визначені масові показники накопичувачів енергії двох типів, а саме електрохімічних акумуляторів та суперконденсаторів. Сформульовано основні вимоги до системи автоматичного керування тяговим приводом такого електропоїзда. Показано, що в перспективі використання автономних акумуляторних електропоїздів буде технічне можливе та економічно виправдано на неелектрифікованих дільницях Укрзалізниці.
Силовий статичний перетворювач тягового електроприводу електропоїздів змінного струму
(Український державний університет науки і технологій, м. Дніпро, Україна, 2023) Білухін, Дмитро Сергійович; Васильєв, В'ячеслав Євгенович; Афанасов, Андрій Михайлович
UKR: Мета. Підвищення експлуатаційних показників приміських перевезень на залізницях, що електрифіковано змінним струмом за рахунок модернізації тягових статичних перетворювачів електропоїздів ЭР9М. Методи. Методологічною основою дослідження є загальні теоретичні положення і принципи системного підходу теоретичної електротехніки, теорії силових перетворювачів. Використано основні принципи побудови тягових статичних перетворювачів електрорухомого складу залізниць. Результати. Виконано аналіз базових схем випрямлення електропоїздів змінного струму. У якості альтернативної схеми запропоновано впровадження керованої схеми випрямлення на базі чотирьох зонної схеми випрямлення, яка є аналогічною для електровозів, що дозволяє використати більшість з відомих переваг безконтактних систем управління тяговим електроприводом. Обчислені деякі енергетичні показники для схеми з повним керуванням та пів керованої. У результаті порівняння вибрано варіант модернізації на основі пів керованої схеми випрямлення. Визначені необхідні значення пускової потужності трансформатора та коефіцієнти потужності для схем з некерованим, повністю керованим та пів керованим випрямлячами. Пропонується вибір сучасних напівпровідникових елементів для комплектації перетворювачів. Показано, що у разі модернізації схеми випрямляча відсутня необхідність значних капітальних вкладень завдяки збереженню основного тягового трансформатора та тягових двигунів електропоїзда. Практична значимість. Одержані результати можуть бути використані підприємствами, які виконують капітальний ремонт електропоїздів змінного струму.